Взаимопревращение органических веществ в растении.Страница 1
Метаболизм или обмен веществ - это совокупность всех химических реакций, направленных на самоорганизацию и самовоспроизведение, это важнейшее свойство жизни и непременный ее признак у всех клеточных организмов.
Поступившие в растение неорганические вещества превращаются в органические, последние входят в отрегулированную систему превращения веществ и энергии.
Метаболизм растения - это огромное количество физических и химических реакций, находящихся в состоянии непрерывного взаимодействия между собой, а также с окружающей средой.
Наряду с интенсивно превращающимися первичными
органическими соединениями (углеводами, белками, липидами, нуклеиновыми кислотами, аминокислотами, органическими кислотами) в растительных организмах существуют медленно перемещаемые и локально синтезируемые вещества, называемые вторичными
, так как они образуются в процессах вторичного обмена и не являются ни источниками энергии, ни запасными веществами (гликозиды, алкалоиды, сапонины).
Взаимопревращение в растении углеводов.
Биосинтез глюкозы и других углеводов из более простых предшественников является в количественном отношении наиболее важным биосинтетическим процессом в биосфере.
Растения образуют огромные количества гексоз из углекислого газа и воды, а гексозы, в свою очередь, превращаются в крахмал, целлюлозу и другие полисахариды.
Превращение глюкозы в пировиноградную кислоту
, катализируемое ферментами гликолиза (первый этап дыхания), является центральным путем катаболизма
углеводов.
Превращение пировиноградной кислоты
в глюкозу
является наиболее важным путем биосинтеза моно и полисахаридов
в процессах обмена веществ в клетке.
В этот центральный биосинтетический путь вливаются два главных "питающих" пути начинающихся с двух различных наборов неуглеводных предшественников:
первый состоит из ряда реакций, посредством которых промежуточные продукты цикла Кребса превращаются в пировиноградную кислоту.
Этот процесс называют глюконеогенезом
.
второй состоит из реакций, приводящих к восстановлению углекислого газа до глюкозы, т.е. реакции цикла Кальвина
.
Образование глюкозо-6-фосфата
в центральном пути биосинтеза приводит к последующему появлению:
свободной глюкозы,
запасных полимерных сахаридов (крахмала у растений, гликогена у грибов, гетеротрофных бактерий и животных организмов),
других моносахаридов и их производных,
дисахаридов и олигосахаридов,
компонентов клеточной стенки и клеточной оболочки (целлюлозы, ксиланов, муреина, мукополисахаридов).
Синтез полисахаридов происходит в процессе трансгликозидирования, т.е. реакций переноса гликозидных остатков с участием ферментов гликозилтрансфераз.
Например, в основе синтеза сахарозы лежат следующие реакции:
АТФ + УДФ (уридиндифосфат) Û УТФ + АДФ
УТФ + глюкозо-1-фосфат Û УДФГ (уридиндифосфатглюкоза) + Н4Р2О7, УДФГ + фруктоза Û сахароза + УДФ.
Нуклеозиддифосфатсахара играют большую роль в биосинтезе крахмала. Основная реакция при синтезе крахмала выглядит следующим образом:
УДФГ + "затравка" (полисахарид из 3-4 остатков глюкозы) ® УДФ + крахмал
Основной фермент в этой повторяющейся много раз реакции при создании разветвленной многоцепочечной молекулы крахмала - крахмалглюкозилтрансфераза.
Часто более активным соединением при синтезе крахмала является не УДФГ, а АДФГ (адениндифосфатглюкоза).
Углеводы в растительном организме служат основным питательным и скелетным материалом клеток и тканей растения. В прорастающих тканях сложные запасные вещества распадаются на более простые. Процесс распада крахмала на олигосахариды и моносахариды, жиров на жирные кислоты и глицерин, белков на аминокислоты - относится к гидролитическому типу и проходит с присоединением воды.
Превращение крахмала по гидролитическому типу
в простые сахара происходит под воздействием фермента амилазы
. Количество амилазы в проростке гораздо выше, чем в покоящемся семени. Осахаривание крахмала в эндосперме идет до конце только в контакте с растущим побегом, использующим сахар, образующийся при гидролизе.
Второй путь расщепления крахмала по фосфоролитическому типу
Это интересно:
Термины «клон» и «клонирование»
Термин клон происходит от греческого слова «klon», что означает «веточка, побег, отпрыск». Клонированию можно давать много определений. Одно из самых распространенных утверждает, что клонирование- популяция клеток или организмов произошед ...
Порядок ностокальные – Nostocales
Порядок объединяет водоросли с гетероцитными неразветвленными нитями или нитями с ложным ветвлением.
Род анабена – обычно одиночные или собранные в неправильные скопления нити. Нити симметричные, одинаковой ширины на всем протяжении, сос ...
Размножение и развитие птиц
Особенности органов размножения. У самок большинства птиц правый яичник недоразвит и функционирует только левый. Яйца в яичнике созревают не одновременно. Развившееся яйцо, проходя по яйцеводу, оплодотворяется сперматозоидами, введенными ...